一种新型智能钢拱架拼装机器人及其拼装方法技术

本发明专利技术公开了一种新型智能钢拱架拼装机器人及其拼装方法，解决的技术问题是由人工支护导致的支护不及时或质量不稳定是造成TBM塌方的主要原因，严重制约着TBM全面推广应用。本发明专利技术包括机架，机架上设有旋转装置和拼装环，所述的拼装环上设有拼装抓手，旋转装置上设有螺栓拧紧及连接片抓取机构，拼装环上设有拼装抓手；所述的拼装抓手包括串联连接的大臂、中臂和夹抓。本发明专利技术将钢拱架的人工拼装模式直接升级为机器人拼装，不需要工人长期处在恶劣的施工环境下，降低安全隐患；拼装抓手采用串联连接的大臂、中臂和夹抓，运动过程更加灵活，工作效率高。

A New Intelligent Steel Arch Assembly Robot and Its Assembly Method

The invention discloses a new intelligent steel arch assembly robot and its assembly method. The technical problem solved is that the main reason for the collapse of TBM is that the support is not timely or the quality is unstable caused by manual support, which seriously restricts the comprehensive popularization and application of TBM. The invention comprises a frame, a rotating device and a assembling ring on the frame, a assembling grab is arranged on the assembling ring, a bolt tightening and a connecting piece grabbing mechanism is arranged on the rotating device, and a assembling grab is arranged on the assembling ring; the assembling grab comprises a series connected arm, a middle arm and a clamping grab. The invention upgrades the manual assembling mode of steel arch frame directly to robot assembling without requiring workers to be in harsh construction environment for a long time to reduce potential safety hazards; the assembling grasping hand adopts series connected arms, middle arms and clamping, so that the movement process is more flexible and the work efficiency is high.

【技术实现步骤摘要】
一种新型智能钢拱架拼装机器人及其拼装方法
本专利技术涉及隧道施工领域，具体涉及一种新型智能钢拱架拼装机器人及其拼装方法。
技术介绍
TBM施工过程中需要采用钢拱架对其后方进行及时支护，目前主要的支护方式为人工支护，支护过程是将一段一段的钢拱架拼装成环形，并将拼装完成后的钢拱架撑起在TBM施工后的隧道内，拼装过程采用人工对接各段钢拱架并需要人工拧螺栓将其拧紧，这就需要工人长时间现场作业，一旦发生塌方，很容易发生人员伤亡事故，安全隐患大，且人工支护效率低。因此由人工支护导致的支护不及时或质量不稳定是造成TBM塌方的主要原因，严重制约着TBM全面推广应用。针对如何安全、高效、高质量的及时解决支护难题，提高TBM施工安全和效率，钢拱架拼装急需实现由人工操作向机器人化操作转型，整体性能达到国际领先水平。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是由人工支护导致的支护不及时或质量不稳定是造成TBM塌方的主要原因，严重制约着TBM全面推广应用，提供一种新型智能钢拱架拼装机器人及其拼装方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种新型智能钢拱架拼装机器人，包括机架，机架上设有拼装环，所述的拼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型智能钢拱架拼装机器人，其特征在于：包括机架（1），机架（1）上设有拼装环（2），所述的拼装环（2）上设有拼装抓手（3），拼装环（2）上设有拼装抓手（3）；所述的拼装抓手（3）包括串联连接的大臂（301）、中臂（302）和夹抓（307）；所述的机架（1）下方还设有钢拱架运输系统（5）。

【技术特征摘要】
1.一种新型智能钢拱架拼装机器人，其特征在于：包括机架（1），机架（1）上设有拼装环（2），所述的拼装环（2）上设有拼装抓手（3），拼装环（2）上设有拼装抓手（3）；所述的拼装抓手（3）包括串联连接的大臂（301）、中臂（302）和夹抓（307）；所述的机架（1）下方还设有钢拱架运输系统（5）。2.根据权利要求1所述的新型智能钢拱架拼装机器人，其特征在于：所述的拼装环（2）包括支撑环I（206），所述的机架（1）上设有滑轨（201），支撑环I（206）通过滑轨（201）与支架（2061）滑动连接，支撑环I（206）一侧设有旋转环I（205），所述的旋转环I（205）内侧设有大齿圈（204），所述的油缸（201）一端固定在机架（1）上、另一端固定在支撑环I（206）上，所述的支撑环I（206）上设有电机（202），电机（202）的输出轴上设有小齿轮（203），小齿轮（203）与大齿圈（204）相啮合。3.根据权利要求1所述的新型智能钢拱架拼装机器人，其特征在于：所述的大臂（301）一端与旋转环I（205）连接、另一端与中臂（302）滑动连接，大臂（301）与中臂（302）之间设有I号关节驱动（303），中臂（302）通过连接座（3011）与夹抓（307）连接。4.根据权利要求3所述的新型智能钢拱架拼装机器人，其特征在于：所述连接座（3011）下部与中臂（302）通过II号滑轨（304）滑动连接，连接座（3011）一侧设有II号关节驱动（305），所述的连接座（3011）上部通过铰接座（309）与夹抓（307）铰接连接，夹抓（307）下部设有III号关节驱动（306）和V号关节驱动（1010）；所述的夹抓（307）包括左夹抓和右夹抓，左夹抓和右夹抓之间设有IV号关节号驱动（308）。5.根据权利要求1所述的新型智能钢拱架拼装机器人，其特征在于：所述的机架（1）上设有旋转装置（4），旋转装置（4）上设有螺栓拧紧及连接片抓取机构（6）；所述的螺栓拧紧及连接片抓取机构（6）包括并联平台II（602），并联平台II（602）通过安装板II（601）与旋转装置（4）连接，并联平台II（602）上设有末端执行机构（603），所述的末端执行机构（603）上设有螺栓拧紧筒（6034）。6.根据权利要求5所述的新型智能钢拱架拼装机器人，其特征在于：所述的末端执行机构（603）包括框体（6031），框体（6031）两侧设有抓手（6032），抓手（6032）与框体（6031）铰接连接，框体（6031）两侧的抓手（6032）之间设有伸缩油缸（6033），螺栓拧紧筒（6034）设置在抓手（6032）上。7.根据权利要求5所述的新型智能钢拱架拼装机器人，其特征在于：所述的旋转装置（4）包括支撑环II（406）和旋转环II（405），螺栓拧紧及连接片抓取机构（6）设置在旋转环II（405）上。8.根据权利要求1所述的新型智能钢拱架拼装机器人，其特征在于：所述的与拼装抓手（3）相配合还设有钢拱架（7），所述的钢拱架（7）包括依次拼装成环的首段钢拱架（71）、若干段中间段钢拱架（72）和末段钢拱架（75），首段钢拱架（71）与中间段钢拱架（72）之间、相邻中间段钢拱架（72）之间、中间段钢拱架（72）与末段钢拱架（75）之间均为锁扣连接，首段钢拱架（71）与末段钢拱架（75）之间啮合连接。9.根据权利要求8所述的新型智能钢拱架拼装机器人，其特征在于：所述的中间段钢拱架（72）两端分别为中间段锁紧端和中间段连接端，所述的中间段锁紧端包括连接块（7202）和锁紧块（7203），所述的中间段连接端包括连接孔（7204）和锁紧孔（7205），所述的连接孔（7204）与连接块（...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾连辉，卓兴建，贺飞，赵梦媛，杨航，姜礼杰，文勇亮，张文艳，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41